1、章末检测试卷章末检测试卷(第四第四、五章五章) (时间：90 分钟 满分：100 分) 一、选择题(本题共 12 小题，每小题 4 分，共 48 分在每小题给出的四个选项中，有的小题 只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分， 有选错或不答的得 0 分) 1(多选)在下列现象中是通过做功使物体内能改变的是( ) A用打气筒给自行车打气时，筒壁温度升高 B在阳光照射下，水的温度升高 C铁锤锤打铁块，使铁块温度升高 D夏天在室内放几块冰，室内会变凉一些 答案 AC 2某汽车后备箱内安装有撑起箱盖的装置，它主要由汽缸和活塞组成开箱时，密闭于汽缸 内的压缩
2、气体膨胀，将箱盖顶起，如图 1 所示在此过程中，若缸内气体与外界无热交换， 忽略气体分子间相互作用，则缸内气体( ) 图 1 A对外做正功，分子的平均动能减小 B对外做正功，内能增大 C对外做负功，分子的平均动能增大 D对外做负功，内能减小 答案 A 解析 气体膨胀对外做正功，而缸内气体与外界无热交换，由热力学第一定律知，其内能一 定减小，温度降低，故分子的平均动能减小，A 正确，B、C、D 错误 3(多选)如图 2 所示，用隔板将一绝热汽缸分成两部分，隔板左侧充有理想气体，隔板右侧 与绝热活塞之间是真空现将隔板抽开，气体会自发扩散至整个汽缸待气体达到稳定后， 缓慢推压活塞，将气体压回到原来的
3、体积假设整个系统不漏气下列说法正确的是( ) 图 2 A气体自发扩散前后内能相同 B气体在被压缩的过程中内能增大 C在自发扩散过程中，气体对外界做功 D气体在被压缩的过程中，外界对气体做功 E气体在被压缩的过程中，气体分子的平均动能不变 答案 ABD 解析 因为汽缸、活塞都是绝热的，隔板右侧是真空，所以理想气体在自发扩散的过程中， 既不吸热也不放热，也不对外界做功根据热力学第一定律可知，气体自发扩散前后，内能 不变，选项 A 正确，选项 C 错误；气体被压缩的过程中，外界对气体做功，气体内能增大， 又因为一定质量的理想气体的内能只与温度有关，所以气体温度升高，分子平均动能增大， 选项 B、D
4、正确，E 错误 4柴油机使柴油燃料在它的汽缸中燃烧，产生高温高压的气体，燃料的化学能转化为气体的 内能，高温高压的气体推动活塞做功，气体的内能又转化为柴油机的机械能燃烧相同的燃 料，输出的机械能越多，表明柴油机越节能是否节能，是衡量机器性能好坏的重要指标， 有经验的柴油机维修师傅，不用任何仪器，只是将手伸到柴油机排气管附近，去感知一下尾 气的温度，就能够判断出这台柴油机是否节能，关于尾气的温度跟柴油机是否节能之间的关 系，你认为正确的是( ) A尾气的温度越高，柴油机越节能 B尾气的温度越低，柴油机越节能 C尾气的温度高低与柴油机是否节能无关 D以上说法均不正确 答案 B 解析 气体的内能不可
5、能完全转化为柴油机的机械能， 柴油机使柴油燃料在它的汽缸中燃烧， 产生高温高压的气体，是一个高温热源；而柴油机排气管排出的尾气是一个低温热源根据 能量守恒，这两个热源之间的能量差就是转换的机械能，燃烧相同的燃料，要想输出的机械 能越多，尾气的温度就要越低 5一木块沿斜面向下滑，下列说法正确的是( ) A不管斜面是否光滑，下滑过程中重力对木块做了功，它的内能将增大 B若斜面光滑且不计空气阻力，木块滑到斜面底部时，速度增大，内能也将增大 C若斜面粗糙，木块在重力作用下虽速度增大，但它的内能并不改变 D若斜面粗糙，木块的机械能减小，而它的内能将增大 答案 D 解析 斜面光滑且不计空气阻力时，木块下滑
6、过程中机械能守恒，内能不变；斜面粗糙，木 块下滑时要克服摩擦力做功，故木块的机械能减小，由能量守恒定律知它的内能将增大，故 D 正确 6 如图 3 所示， 是一定质量的理想气体从状态 A 经 B 至 C 的 p1 V图线， 则在此过程中( ) 图 3 A气体的内能改变 B气体的体积增大 C气体向外界放热 D气体对外界做功 答案 C 解析 由题图可以看出，图线延长线过原点，所以 ABC 的变化过程为等温变化，内能不 变因为在此过程中，气体体积是变小的，所以，外界对气体做功，又因为气体内能不变， 由热力学第一定律可知，气体向外界放热 7景颇族的祖先发明的点火器如图 4 所示，用牛角做套筒，木质推杆
7、前端粘着艾绒，猛推推 杆，艾绒即可点燃对筒内封闭的气体，在此压缩过程中( ) 图 4 A气体温度升高，压强不变 B气体温度升高，压强变大 C气体对外界做正功，气体内能增加 D外界对气体做正功，气体内能减少 答案 B 解析 外界对气体做正功，其内能增加，温度升高，分子热运动加剧，体积变小，单位体积 内分子的密集程度增加，故其压强变大正确选项为 B. 8(多选)电冰箱的制冷设备是用机械的方式制造人工低温的装置，压缩机工作时，强迫制冷 剂在冰箱内外的管道中不断循环，实现制冷作用，那么下列说法中正确的是( ) A打开冰箱门让压缩机一直工作，可使室内温度逐渐降低 B在电冰箱的内管道中，制冷剂迅速膨胀并吸
8、收热量 C在电冰箱的外管道中，制冷剂被剧烈压缩放出热量 D电冰箱的工作原理违背了热力学第二定律 答案 BC 解析 电冰箱工作过程中， 消耗电能的同时将部分电能转化为内能， 故室内温度不可能降低， 选项 A 错误；制冷剂在内管道膨胀吸热，在外管道被压缩放热，选项 B、C 正确；电冰箱的 工作原理并不违背热力学第二定律，选项 D 错误 9如图 5 所示，两个相通的容器 P、Q 间装有阀门 K，P 中充满气体，Q 为真空，整个系统 与外界没有热交换打开阀门 K 后，P 中的气体进入 Q 中，最终达到平衡，则( ) 图 5 A气体体积膨胀，内能增加 B气体分子势能减少，内能增加 C气体分子势能增加，压
9、强可能不变 DQ 中气体不可能自发地全部退回到 P 中 答案 D 解析 气体的膨胀过程没有热交换，可以判断 Q0；由于容器 Q 内为真空，所以气体是自 由膨胀，虽然体积变大，但是气体并不对外做功，即 W0；根据热力学第一定律 UW Q，由以上可以判断该过程 U0，即气体的内能不变，显然选项 A、B 错误由于气体分 子间的作用力表现为引力，所以气体体积变大时分子引力做负功，分子势能增加，由此进一 步推断分子动能减小， 温度降低； 体积变大、 温度降低， 则气体压强变小， 所以选项 C 错误 宏 观中的热现象都是不可逆的，所以 D 正确 10(多选)如图 6 所示，水平放置的密封汽缸内的气体被一竖
10、直隔板分隔为左右两部分，隔 板可在汽缸内无摩擦滑动，右侧气体内有一电热丝汽缸壁和隔板均绝热初始时隔板静止， 左、右两边气体温度相等现给电热丝提供一较弱电流，通电一段时间后切断电源当缸内 气体再次达到平衡时，与初始状态相比( ) 图 6 A右边气体温度升高，左边气体温度不变 B左、右两边气体温度都升高 C左边气体压强增大 D右边气体内能的增加量等于电热丝放出的热量 答案 BC 解析 当电热丝通电后，右边气体温度升高气体膨胀，将隔板向左推，对左边的气体做功， 根据热力学第一定律，左边气体内能增加，气体的温度升高，压强增大，选项 B、C 正确， A 错误右边气体内能的增加量为电热丝放出的热量减去对左
11、边的气体所做的功，选项 D 错 误 11(多选)一定量的理想气体从状态 a 开始，经历等温或等压过程 ab、bc、cd、da 回到原状 态，其 pT 图像如图 7 所示，其中对角线 ac 的延长线过原点 O.下列判断正确的是( ) 图 7 A气体在 a、c 两状态的体积相等 B气体在状态 a 时的内能大于它在状态 c 时的内能 C在过程 cd 中气体向外界放出的热量大于外界对气体做的功 D在过程 da 中气体从外界吸收的热量小于气体对外界做的功 E在过程 bc 中外界对气体做的功等于在过程 da 中气体对外界做的功 答案 ABE 解析 由理想气体状态方程pV T C 得，pC VT，由题图可知
12、，VaVc，选项 A 正确；理想气 体的内能只由温度决定，而 TaTc，故气体在状态 a 时的内能大于它在状态 c 时的内能，选项 B 正确；由热力学第一定律 UQW 知，cd 过程温度不变，内能不变，则 QW，选项 C 错误； da 过程温度升高， 即内能增大， 则吸收的热量大于气体对外界做的功， 选项 D 错误； 由理想气体状态方程知：paVa Ta pbVb Tb pcVc Tc pdVd Td C，即 paVaCTa，pbVbCTb，pcVcCTc， pdVdCTd.设过程 bc 中压强为 p0pbpc， 过程 da 中压强为 p0pdpa.由外界对气体做功 WpV 知，过程 bc 中
13、外界对气体做的功 Wbcp0(VbVc)C(TbTc)，过程 da 中气体对外 界做的功 Wdap0(VaVd)C(TaTd)，TaTb，TcTd，故 WbcWda，选项 E 正确 12关于热力学第二定律，下列表述正确的是( ) A不可能使热量从低温物体传递到高温物体 B不可能从单一热源吸取热量并把它全部用来做有用功 C一切自然过程总是沿着分子热运动无序性增大的方向进行 D在任何的自然过程中，一个孤立系统的总熵一定增加 答案 C 解析 如果有外界的帮助，可以使热量从低温物体传递到高温物体，也可以把热量全部用来 做有用功，A、B 错误；任何自然的过程都沿无序性增大的方向进行，C 正确；在任何自然
14、 过程中一个孤立系统的总熵不会减小，即总熵不变或增加，D 错误 二、填空题(本题共 2 小题，共 10 分) 13(5 分)在将空气(可看成理想气体)压缩装入气瓶的过程中，温度保持不变，外界做了 24 kJ 的功现潜水员背着该气瓶缓慢地潜入海底，若在此过程中，瓶中空气的质量保持不变，且 放出了 5 kJ 的热量在上述两个过程中，空气的内能共减小_kJ，空气_(填 “吸收”或“放出”)的总热量为_kJ. 答案 5 放出 29 解析 理想气体的内能仅与温度有关， 故将空气压缩装入气瓶的过程中并不改变空气的内能， 只有潜入海底过程才改变内能，所以两个过程中，空气的内能共减小 5 kJ，由热力学第一定
15、 律 UWQ，知 Q29 kJ，故空气放出的总热量为 29 kJ. 14(5 分)在空气中，空气团竖直运动经过各气层的时间很短，因此，运动过程中空气团与周 围空气热量交换极少，可看作绝热过程潮湿空气团在山的迎风坡上升时，水汽凝结成云雨， 到山顶后变得干燥，然后沿着背风坡下降时升温，气象上称这股干热的气流为焚风 空气团在山的迎风坡上升时温度降低， 原因是空气团_(选填“对外放热”或“对外做 功”)； 设空气团的内能 U 与温度 T 满足 UCT(C 为一常数)， 空气团沿着背风坡下降过程中， 外界对空气团做的功为 W，则此过程中空气团升高的温度 T_. 答案 对外做功 W C 解析 空气团在山的
16、迎风坡上升时温度降低，空气团内能减小，又绝热，根据热力学第一定 律可知空气团对外做功； 根据 UCT 得：UCT 根据热力学第一定律得：UWQ Q0 联立解得 TW C. 三、计算题(本题共 4 小题，共 42 分) 15(10 分)汽缸内封闭了一定质量、压强为 p1.0105 Pa、体积为 V2.0 m3的理想气体， 现使气体保持压强不变， 体积缓慢压缩至 V1.0 m3， 此过程气体向外界释放了 Q1.2105 J 的热量，则： (1)压缩过程外界对气体做了多少功？ (2)气体内能变化了多少？ 答案 (1)1.0105 J (2)减少了 2104 J 解析 (1)外界对气体做功 WFSpS
17、hpV 解得 W1.0105 J (2)由热力学第一定律得，汽缸内气体内能的变化量 UQW1.2105 J1.0105 J2104 J. 16(10 分)如图 8 所示，一长为 L、内横截面积为 S 的绝热汽缸固定在水平地面上，汽缸内 用一质量为 M 的绝热活塞封闭了一定质量的理想气体，开始时活塞固定在汽缸正中央，汽缸 内被封闭气体压强为 p，外界大气压为 p0(pp0)现释放活塞，测得活塞被缸内气体推到缸 口时的速度为 v.求： 图 8 (1)此过程克服大气压力所做的功 (2)活塞从释放到将要离开缸口，缸内气体内能改变了多少？ 答案 (1)p0SL 2 (2)减少了1 2Mv 21 2p0S
18、L 解析 (1)设大气作用在活塞上的压力为 F，则 Fp0S 则此过程大气压力所做的功 WF L 2 p0SL 2 故此过程克服大气压力所做的功为p0SL 2 (2)设活塞离开汽缸时动能为 Ek，则 EkMv 2 2 根据能量守恒定律得：缸内气体内能改变 UMv 2 2 p0SL 2 即内能减少了1 2Mv 21 2p0SL. 17(10 分)如图 9 所示为一汽缸内封闭的一定质量气体的 pV 图线，当该系统从状态 a 沿 过程 acb 到达状态 b 时，有 335 J 热量传入系统，系统对外界做功 126 J求： 图 9 (1)若沿 adb 过程，系统对外做功 42 J，则有多少热量传入系统
19、？ (2)若系统由状态 b 沿曲线返回状态 a 的过程中，外界对系统做功 84 J，则系统是吸热还是放 热？传递的热量是多少？ 答案 (1)251 J (2)放热 293 J 解析 (1)由热力学第一定律可得 acb 过程系统增加的内能 UWQ(126335) J 209 J，由 adb 过程有 UWQ 得 QUW209(42) J251 J，为正，即有 251 J 的热量传入系统 (2)由题意知系统由 ba 过程内能的增量 UU209 J 根据热力学第一定律有 QUW(20984) J293 J 负号说明系统放出热量，传递的热量为 293 J. 18(12 分)某压力锅结构如图 10 所示盖
20、好密封锅盖，将压力阀套在出气孔上，给压力锅加 热，当锅内气体压强达到一定值时，气体就把压力阀顶起假定在压力阀被顶起时，停止加 热 图 10 (1)假定在一次放气过程中， 锅内气体对压力阀及外界做功 1 J， 并向外界释放了 2 J 的热量 锅 内原有气体的内能如何变化？变化了多少？ (2)已知大气压强 p 随海拔高度 H 的变化满足 pp0(1H)， 其中常数 0.结合气体实验定律 定性分析在不同的海拔高度使用压力锅，当压力阀被顶起时锅内气体的温度有何不同 答案 (1)减少 3 J (2)温度随着海拔高度的增加而降低 解析 (1)根据热力学第一定律：UWQ，气体对外做功，W1 J；气体向外放热，热 量为负，Q2 J. 则有：UWQ3 J，负号表示内能减少 锅内原有气体内能减少，减少了 3 J. (2)由 pp0(1H)(其中 0)，随着海拔高度的增加，大气压强减小； 锅内气体压强 p1pmg S p0(1H)mg S ，随着海拔高度的增加，阀门被顶起时锅内气体压 强减小； 根据查理定律p1 T1 p2 T2C 可知，阀门被顶起时锅内气体温度随着海拔高度的增加而降低